CN106249075A - 一种多功能电力仪表的控制系统 - Google Patents

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宁仁飞
马春水
陈涛
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Abstract

本发明公开了一种多功能电力仪表的控制系统，微控制器、电压互感器、电流互感器和光电隔离模块，微控制器的输入端连接有A/D转换模块和功能按键；A/D转换模块的输入端连接有信号调理模块；信号调理模块的输入端分别与电压互感器和电流互感器电连接；微控制器的输出端连接有显示器；微控制器与光电隔离模块电连接并交互通讯；光电隔离模块连接有模拟量输出模块和RS485接口；RS485接口连接有上位机。本发明提高了多功能电力仪表的集成度，提高了仪表的抗干扰性；通过显示器对信息进行显示，从而改善了多功能电力仪表的信息显示效果；通过上位机经RS485接口对多功能电力仪表实现远程监控，提高了工作效率。

Description

一种多功能电力仪表的控制系统
技术领域
本发明属于电气技术领域，特别是涉及一种多功能电力仪表的控制系统。
背景技术
多功能电力仪表(Multifunction Power Meter)是一种能够对三相电量进行测量的仪器，如对三相电压、三项电流、用功功率、无功功率、视在功率、功率因数和频率等参数进行测量，可广泛应用于变电站自动化、配电自动化、智能建筑、企业内部电能测量等领域。然而，目前市场上的多功能电力仪表内部的集成度较低，电路布线繁多复杂，由此也使得多功能电力仪表的抗干扰性能较差，并且还存在信息显示效果较差等缺点。因此，如何提高多功能电力仪表的集成度，以提高仪表的抗干扰性，并改善仪器的信息显示效果是目前有待解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种多功能电力仪表的控制系统，通过设置信号处理模块、光电隔离模块、显示器和RS485接口，提高了电力仪表的抗干扰能力，同时也便于远程监控，解决了现有的多功能电力仪表需提高集成度、抗干扰性能和显示效果的问题。
为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：
本发明为一种多功能电力仪表的控制系统，微控制器、电压互感器、电流互感器和光电隔离模块，所述微控制器的输入端连接有A/D转换模块和功能按键；所述A/D转换模块的输入端连接有信号调理模块；所述信号调理模块的输入端分别与电压互感器和电流互感器电连接；所述微控制器的输出端连接有显示器；所述微控制器与光电隔离模块电连接并交互通讯；所述光电隔离模块连接有模拟量输出模块和RS485接口；所述RS485接口连接有上位机。
进一步地，所述电压互感器、电流互感器分别用于检测获取电路中的电压信号和电流信号，所述电压互感器和电流互感器分别将电压信号、电流信号输入至信号调理模块；所述信号调理模块分别对电压信号和电流信号处理后输送至A/D转换模块；所述A/D转换模块分别将电压信号和电流信号转换为数字信号后输送至微控制器。
进一步地，所述微控制器将数字信号处理为电力数据后分别发送至显示器、光电隔离模块，同时微控制器存储电力数据；所述显示器将电力数据显示出来；所述电力数据经光电隔离模块传至模拟量输出模块，所述模拟量输出模块将电力数据转换为模拟信号；所述上位机通过RS485接口接收光电隔离模块发送的电力数据，同时上位机通过RS485接口访问微控制器，进而对微控制器中存储的电力数据进行查询、修改或初始化；所述功能按键用于对微控制器中存储的电力数据进行查询、修改或初始化；其中电力数据包括时间、初始电量值、当前电量值和累积电量值。
进一步地，所述微控制器为STM32F103单片机，所述上位机为计算机或通讯管理机或PLC或数据采集器，所述显示器为段码液晶显示器。
本发明具有以下有益效果：
本发明通过将电压互感器和电流互感器的信号经信号调理模块、A/D转换模块处理后送至微控制器，然后在功能按键或者上位机通过RS485接口的控制下，微控制器对接收到的其他信号进行相应的信号处理，从而提高了多功能电力仪表的集成度，并由此减少了电路之间的布线，提高了仪表的抗干扰性；通过显示器对信息进行显示，从而改善了多功能电力仪表的信息显示效果；通过上位机经RS485接口对多功能电力仪表实现远程监控，提高了工作效率。
当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的一种多功能电力仪表的控制系统的系统框图；
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1-微控制器，2-电压互感器，3-电流互感器，4-信号调理模块，5-A/D转换模块，6-光电隔离模块，7-模拟量输出模块，8-RS485接口，9-上位机,10-显示器，11-功能按键。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1所示，本发明为一种多功能电力仪表的控制系统，包括微控制器1、电压互感器2、电流互感器3、信号调理模块4、A/D转换模块5、光电隔离模块6、模拟量输出模块7、RS485接口8、上位机9、显示器10和功能按键11，微控制器1的输入端分别A/D转换模块5的输出端和功能按键11的输出端电连接，A/D转换模块5的输入端与信号调理模块4的输出端电连接，信号调理模块4的输入端分别与电压互感器2的输出端和电流互感器3的输出端电连接；微控制器1的输出端与显示器10的输入端电连接；微控制器1与光电隔离模块6电连接并交互通讯；光电隔离模块6的输出端与模拟量输出模块7的输入端电连接，光电隔离模块7与RS485接口8电连接并交互通讯，RS485接口8与上位机9电连接并交互通讯；其中，微控制器1为STM32F103单片机，上位机9为计算机或通讯管理机或PLC或数据采集器，显示器10为段码液晶显示器。
如图1所示，电压互感器2、电流互感器3分别用于检测获取电路中的电压信号和电流信号，电压互感器2和电流互感器3分别将电压信号、电流信号输入至信号调理模块4；信号调理模块4分别对电压信号和电流信号进行整流、滤波等处理后输送至A/D转换模块5；A/D转换模块5分别将电压信号和电流信号转换为数字信号后输送至微控制器1，微控制器1将数字信号经分析、计算等步骤处理为电力数据后，分别发送至显示器10、光电隔离模块6，同时微控制器1存储电力数据；显示器10将电力数据显示出来，电力数据包括时间、初始电量值、当前电量值和累积电量值等；电力数据经光电隔离模块6传至模拟量输出模块7，模拟量输出模块7将电力数据转换处理为4mA～20mA的模拟信号；电力数据经光电隔离模块6传至RS485接口8后，再经RS485接口8传至上位机9，使得上位机9前的工作人员实时获取信息，同时上位机9通过RS485接口8访问微控制器1,进而实现远程监控；功能按键11用于对微控制器1中存储的电力数据进行查询、修改或初始化。
本实施例的一个具体应用为：通过电压传感器2和电流传感器3实时监测电路中的电压信号、电流信号，并经信号调理模块4和A/D转换模块5处理后输送至微控制器1处理为数字信号；通过微控制器1将数字信号处理为电力数据并存储，同时通过显示器10显示电力数据；电力数据经过光电隔离模块6输送至模拟量输出模块7、RS485接口8，模拟量输出模块7将电力数据转换为模拟量信号，上位机9通过RS485接口8获取实时电力数据或访问微控制器1，以提高监控效率。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
最后需要说明的是，以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种多功能电力仪表的控制系统，其特征在于：微控制器(1)、电压互感器(2)、电流互感器(3)和光电隔离模块(6)，
所述微控制器(1)的输入端连接有A/D转换模块(5)和功能按键(11)；所述A/D转换模块(5)的输入端连接有信号调理模块(4)；所述信号调理模块(4)的输入端分别与电压互感器(2)和电流互感器(3)电连接；
所述微控制器(1)的输出端连接有显示器(10)；所述微控制器(1)与光电隔离模块(6)电连接并交互通讯；所述光电隔离模块(6)连接有模拟量输出模块(7)和RS485接口(8)；所述RS485接口(8)连接有上位机(9)。
2.根据权利要求1所述的一种多功能电力仪表的控制系统，其特征在于：所述电压互感器(2)、电流互感器(3)分别用于检测获取电路中的电压信号和电流信号，所述电压互感器(2)和电流互感器(3)分别将电压信号、电流信号输入至信号调理模块(4)；所述信号调理模块(4)分别对电压信号和电流信号处理后输送至A/D转换模块(5)；所述A/D转换模块(5)分别将电压信号和电流信号转换为数字信号后输送至微控制器(1)。
3.根据权利要求1或2所述的一种多功能电力仪表的控制系统，其特征在于：所述微控制器(1)将数字信号处理为电力数据后分别发送至显示器(10)、光电隔离模块(6)，同时微控制器(1)存储电力数据；所述显示器(10)将电力数据显示出来；所述电力数据经光电隔离模块(6)传至模拟量输出模块(7)，所述模拟量输出模块(7)将电力数据转换为模拟信号；所述上位机(9)通过RS485接口(8)接收光电隔离模块(6)发送的电力数据，同时上位机(9)通过RS485接口(8)访问微控制器(1)，进而对微控制器(1)中存储的电力数据进行查询、修改或初始化；所述功能按键(11)用于对微控制器(1)中存储的电力数据进行查询、修改或初始化；其中电力数据包括时间、初始电量值、当前电量值和累积电量值。
4.根据权利要求1所述的一种多功能电力仪表的控制系统，其特征在于：所述微控制器(1)为STM32F103单片机，所述上位机(9)为计算机或通讯管理机或PLC或数据采集器，所述显示器(10)为段码液晶显示器。
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